什么是碳纤维？T700/T800？3K/12K/UD是怎么样的？【必学】

为显此文章深澳非凡，一开始先故意以一般人听不懂的说法来定义一下好了 。碳纤维定义：层状结构的稳定连续碳分子所...



为显此文章深澳非凡，一开始先故意以一般人听不懂的说法来定义一下好了 。碳纤维定义：层状结构的稳定连续碳分子所组成的连续性纤维材质。

来个照片介绍吧 ，这就是单一根碳纤维 (SEM相片，第一段里面唯一正常照)



碳纤维直径只有头发的1/50，这张是头发，想象他的1/50细的一根毛
(也是SEM照相，找好久才找到有头皮屑的SEM照片)



碳纤维结构图



K数的差异

OK，进到了第二段，接下来先从K这个东西说起。一般来说『K数』是指一束碳纤维中有几千根的单丝。3K就是指一束碳纤维中有3,000根单丝碳纤维，12K就是指一束碳纤维中有12,000根单丝碳纤维。如果你不是跳着看，那应该看过了第一段的介绍，也应该知道单根碳纤维长甚么样子所以，理所当然的，一束碳纤维大概长下面这个样子。



不过，一般人眼是看不到像上面那样的情况啦。

人的眼睛正常看起来是下面这样


很明显，12K碳纤维比3K碳纤维看起来又粗又黑多了。

T300、T600、T700、T800、T1000的差异

接下来讲上述这些型号的差异，这些都是日本东丽(TORAY)公司的碳纤维型号。因为Toray公司太屌了，做碳纤的谁没听过Toray啊。所以其余几家碳纤生产公司都会模仿Toray公司的等级生产。以T700等级的来说，其余三家碳纤生产公司也都有一模一样强度的产品 。如果你看到车架介绍上面写：使用T700『等级』的碳纤维，那么你也就可以合       理怀疑他使用的是其它公司生产的碳纤维(例如FPC 12K36S) 。

回到正题，因为这些型号是Toray公司当初按照强度下去分的，所以碳纤强度T300＜T600＜T700＜T800＜T1000 是毫无疑问的。但是有一个重点，也是最多人误解的部分

请先看下表，这是TORAY公司最新的型录(注意Number of filaments那一栏代表几K)



注意到了吗？高级货(T600以上)都只生产12K、24K的碳纤维强度最差的T300那一等级才有1K、3K的碳纤维。所以如果单以强度来说，1K、3K的碳纤维通常是远不及12K、24K的碳纤维的(不过售价上越小K数的越贵，成比例关系)(强度跟编织方法甚么的也没很大关系，下一段会解释。注：车架用到1K、3K碳纤的部分也都只有表面最外层的外观材 。）

编织布与UD的差异

上面已经介绍完碳纤维了，下面开始说一些碳纤成型的基础。觉得我讲的速度会太快吗？如果觉得我介绍太快的同学，麻烦看慢一点好吗？下面继续，碳纤维虽然是一束一束的，但是自行车这领域使用的是却不是碳纤维，而是『碳纤维布』这种材料。甚么是碳纤维布呢？ 粗略大概可以分成以下两种



上面这种交错式的是编织布(Woven Fabric) 的示意图，下面这种单一方向的是单向布(Unidirection Prepreg) 的示意图



既然有两种不同的种类，那表示编织布(woven)和单向布(UniDirection)用在自行车上各有各自的优缺点



编织布优点：好看、层间剪应力高 (后面那一点是我好不容易才想出来的)；编织布缺点：强度低、贵 (编织需要花钱)。
一般人一定要看到碳纤编织的花纹，才会觉得里面是用碳纤，而且越小K数的碳纤维编织出来的花纹越好看，所以一般编织是使用1K、3K的碳纤维编织。但1K、3K的碳纤维强度不高又贵，所以只好用一层在最外层来当外观材。另外值得一提的是，在一次1K、3K的碳纤维大缺货时 ，
某家变通的厂商竟发展出所谓的大理石纹这种流行的变种外观花纹，真可谓是台湾中小企业应变能力的典范啊 。



单向布优点：强度高且稳定，叠层角度可设计，价格便宜。单向布缺点：成型后外观看不出是碳纤维，很多人都知道碳纤布是一层一层叠起来的，所以单向布的好处是可以随着设计变化角度来应用不同的受力方向 。



再加上单向布的强度远高于编织布，所以目前自行车碳纤维零组件除了最外层之外 ,内层(约10~30层，各家厂商不同)几乎都是使用单向布。

这个社会是很现实的，碳纤维世界也是这样，没有最外面那层皮，你会看得起他吗？

强度与模数的差异

强度(Tensile Strength)和模数(Tensile Modulus)的不同

简单来说，强度越高越拉不断，强度越低轻拉就断 ；模数越高就硬梆梆，模数越低就软趴趴。自行车对于这两项特性都有需求 。

一般的T700、T800、T1000就是针对强度的需求，所谓的M35J、M50J、M60J针对的则是模数的需求。以自行车来说，T1000强度虽高，但绝对无法整车都用T1000，而M60J模数虽然顶天，也是绝对无法整车都用M60J的碳纤维。

一台骑起来软硬适中的车一定要T系列和M系列的碳纤维都有，所以有良心的车厂除了标示使用T1000碳纤维做强度补强外，还会再注明模数是以M60J补强，让信息透明。不过呢，再有良心的车厂，只要达到强度和重量的需求，车架里面一定会多多少少放一些T700来降低成本啦。我就曾亲眼看过一台定价15000欧元以上的欧洲车厂车，里面车架部分还是有给他偷偷使用T700的碳纤啊，这就是成本观念啊 。

不过这里一定要提出的是，M60J主要是模数强化系列的碳纤维，所以不要只看他强度好象还比T800低，以为他是三流碳纤。拜托，M60J的模数是T1000的两倍不只啊。老实说，买的到T1000的碳纤，还不一定买的到M60J的碳纤，M60J的碳纤维在复材行家眼里根本就是Toray所开发的一种伟大艺术品啊 。

综合今天上述所讲的，希望对大家能多一点帮助。简单来说碳纤车架不需要去注意到底是几K，那只跟最外层花纹有关系。如果真的在意，不如去了解车架里用了哪些碳纤维。T700 or T800 or T1000，比例多少？M35 or M50 or M60，比例多少？不过话说回来，知道了又怎样，骑起来会飞天吗？

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